Wat is aerogel
Aerogel description
Aerogel is fundamenteel anders dan het traditionele concept van “gel.” Het is een vast materiaal met een dichtheid van 3 kg/m³. Door zijn extreem lage dichtheid staat het ook bekend als “bevroren rook” of “blauwe rook,” wat het in 1931 het Guinness World Record voor de “lichtste vaste stof” opleverde toen S. Kistler erin slaagde SiO2-aerogel te bereiden met behulp van superkritische droogmethoden. Met meer dan 80% lucht in de samenstelling vertoont aerogel uitstekende thermische isolatie-eigenschappen. Een aerogel van één inch dik is gelijk aan de thermische isolatie van 20 tot 30 stukken gewoon glas. Zelfs wanneer het tussen een roos en een vlam wordt geplaatst, blijft de roos ongedeerd.
Aerogel Applications in Space Exploration
Aerogel vindt diverse toepassingen in ruimtevaartonderzoek. Het is gebruikt in het Russische “Mir” ruimtestation en de Amerikaanse “Mars Pathfinder” sonde. In deeltjesfysica-experimenten dient aerogel als detector voor het Cherenkov-effect. Een voorbeeld is de Aerogel Cherenkov Counter (ACC) in de Belle-experimentdetector bij de B-mesonfabriek, die gebruikmaakt van de lage brekingsindex van aerogel tussen vloeistof en gas, samen met de hoge transparantie en vaste eigenschappen, en zo traditionele methoden met lage-temperatuurvloeistoffen of hogedruklucht overtreft. De lichtgewicht aard is ook een aanzienlijk voordeel.
Unique Properties of Aerogel
Aerogel onderscheidt zich als een poreus materiaal met nanostructuren, verschillend van de poriestructuren in traditionele materialen op micro- en millimeterniveau. De fijn geweven nanostructuur resulteert in een extreem lage thermische geleidbaarheid en een opmerkelijk groot oppervlak. De verstrooiing van licht en geluid is aanzienlijk minder dan bij traditionele poreuze materialen. Deze unieke eigenschappen wekken niet alleen interesse in fundamenteel onderzoek, maar bieden ook uitgebreide potentiële toepassingen in diverse sectoren.
Aerogel Product Applications
Current Products:
- Aerogel Materials: De inherente kenmerken van aerogel maken het uitstekend in thermische en akoestische isolatie, waterzuivering en gasadsorptie.
- Nano Aerogel Composite Insulation Materials: Dit is een verzamelterm voor materialen die geschikt zijn voor efficiënte en constante temperatuurtoepassingen. Deze materialen kunnen in vaste of vloeibare vorm bestaan. In de industriële bouw vermindert het combineren van aerogel met glasvezelmatten, verwerkt tot aerogelfelt, de thermische geleidbaarheid aanzienlijk. In huishoudelijke toepassingen verbetert het combineren van aerogel met textiel de thermische isolatie, waardoor het naar een hoger niveau wordt getild.
Future Products – In the Near Future:
a. Bulletproof Coating: Laboratoriumexperimenten suggereren dat het aanbrengen van een 6 mm dikke laag aerogel op metalen platen deze immuun maakt voor directe explosies.
b. Absorptive Coatings: Coatings die radarstralen absorberen en stealth-effecten bereiken.
c. Energieopslagapparaten
d. High-Tech Sterke Laser Research
Als vroege speler op het gebied van ruimtevaart beschikt aerogel over talloze wonderbaarlijke eigenschappen. Het voorspellen van de toekomstige toepassingen vereist verbeelding van de samenleving en de industrie om dit nieuwe materiaal uit het laboratorium te halen en de praktische waarde ervan te realiseren.
Inleiding tot toepassingsgebieden: Waar worden aerogelproducten gebruikt?
Industriële sector: Aerogel composiet isolatiematerialen zijn essentieel voor gebieden die leidingisolatie of ovenisolatie vereisen in industrieën zoals energieopslag en petrochemie.
Bouwsector: Toepassingen omvatten externe en interne thermische isolatie van gebouwen en het gebruik van aerogelglas in glazen vliesgevels.
Transportsector: Nano-poreuze aerogel composiet isolatiematerialen worden toegepast in hogesnelheidstreinen, in eigen land geproduceerde C919-vliegtuigen en nieuwe energievoertuigen, met de nadruk op thermische isolatie voor transport en bescherming van lithium-ionbatterijen in nieuwe energievoertuigen.
Huishoudelijke isolatie en koudeketenlogistiek: Ter vervanging van traditionele materialen worden nano-poreuze aerogel composiet isolatiematerialen gebruikt als isolatielagen om thermische isolatie te verbeteren en interne volumes te vergroten.
Functionele apparatuur: Het gebruik van ultra-dunne lagen aerogel bij de vervaardiging van aerogeljacks en outdoorproducten resulteert in ongeëvenaarde warmte, met lichtere, dunnere en warmere resultaten.
In vergelijking met traditionele isolatiematerialen is de thermische isolatie-efficiëntie van nano-poreuze aerogel composiet isolatiematerialen 3-5 keer superieur. Dit impliceert uitstekende energiebesparende isolatieprestaties, verminderde materiaaldikte, lagere totale kosten, en de inherente eigenschappen van het materiaal als een veilige, milieuvriendelijke en niet-toxische anorganische stof zorgen voor een lange levensduur.
Wat is silica-aerogel?
Silica-aerogel is de meest voorkomende commerciële vorm, een SiO2-nanoporeus netwerk dat de hierboven genoemde geleidbaarheid van 0,019 tot 0,021 W per m K levert. De meeste dekens, platen en films hier zijn gebaseerd op een silica-aerogelbasis.
Nano-aerogel en de nanoporeuze structuur
Een nano-aerogel wordt gedefinieerd door poriën kleiner dan de gemiddelde vrije weglengte van lucht, ongeveer 70 nm, wat convectie onderdrukt. Die nanoporeuze structuur, niet het bulkmateriaal, is de reden waarom aerogel ver boven zijn gewicht isoleert.
Thermische geleidbaarheid van aerogel: de cijfers
De thermische geleidbaarheid van aerogel is ongeveer 0,019 tot 0,021 W per m K bij 25 C, gemeten met een guarded hot plate volgens GB/T 10294 en GB/T 10295. Het behoort tot de laagste van alle vaste isolatoren, en kopers moeten hier een testrapport voor opvragen.
Gerelateerde artikelen en toepassingen
Hoe aerogelkwaliteit wordt getest: de normen die elke koper moet kennen
Analyse en testprocedures van aerogelformules. Ontdek de methoden en testitems voor het evalueren...
Lees meer →Onder de verzengende zon, hoe kan aerogel gebruikt in campers thermisch geïsoleerd worden?
Home › Applicatie › Unde...
Lees meer →
Aerogelegenschappen uitgelegd: waarom het alles beter isoleert dan al het andere
Over aerogels: antwoorden op veelgestelde vragen over aerogelegenschappen, isolatieprestaties, toep...
Lees meer →
De geschiedenis van aerogel: van een laboratoriumcuriositeit in 1931 tot industriële isolatie
Hoe is aerogel uitgevonden? Ontdek de geschiedenis van aerogel van silica-aerogels in 1931 tot moderne isol...
Lees meer →